文章目录
ES写入数据过程
- 客户端选择一个node发送请求过去,这个node就是coordinating node (协调节点)
- coordinating node,对document进行路由,将请求转发给对应的node
- node上的primary shard处理请求,然后将数据同步到replica node
- coordinating node如果发现primary node和所有的replica node都搞定之后,就会返回请求到客户端
ES读取数据的过程
根据id查询数据的过程
根据 doc id 进行 hash,判断出来当时把 doc id 分配到了哪个 shard 上面去,从那个 shard 去查询。
- 客户端发送请求到任意一个 node,成为 coordinate node 。
- coordinate node 对 doc id 进行哈希路由(hash(_id)%shards_size),将请求转发到对应的 node,此时会使用 round-robin 随机轮询算法,在 primary shard 以及其所有 replica 中随机选择一个,让读请求负载均衡。
- 接收请求的 node 返回 document 给 coordinate node 。
- coordinate node 返回 document 给客户端。
根据关键词查询数据的过程
分发请求 —> 结果归并 —> 回表查询
- 客户端发送请求到一个 coordinate node 。
- 协调节点将搜索请求转发到所有的 shard 对应的 primary shard 或 replica shard ,都可以。
- query phase:每个 shard 将自己的搜索结果返回给协调节点,由协调节点进行数据的合并、排序、分页等操作,产出最终结果。(结果是doc id)
- fetch phase:接着由协调节点根据 doc id 去各个节点上拉取实际的 document 数据,最终返回给客户端。
写数据底层原理
核心概念
-
segment file
存储倒排索引的文件,每个segment本质上就是倒排索引。
浅层次理解,每秒都会生成一个segment文件,当文件过多时es会自动进行segment merge(合并文件),合并时会同时将已经标注删除的文档物理删除。
深层次理解,虽然是每隔一秒就会将内存中的segment数据刷新到segment file中,但实际上这里并没有直接到磁盘文件,而是先写入到OS Cache中。
-
commit point
记录当前所有可用的segment
每个commit point都会维护一个.del文件,ES是逻辑删除,当ES做删除操作时会在.del文件中声明某个document被删除了,该文件记录了在某个segment内某个文档已经被删除了。
查询时,segment中是能查询到被删除的document的,但是返回结果时会根据commit point维护的.del文件把已经删除了的文档过滤掉
-
translog日志文件
ES每次写入数据的同时会同步写到translog日志中,低版本是每隔5s写一次translog日志文件,为了防止elasticsearch宕机造成数据丢失,保证可靠存储
所以Segment没有写入磁盘,即便发生了宕机,重启后,数据也能恢复
-
os cache
操作系统内核态中的缓存区,应用程序不能直接操作,写数据持久化相关的操作,应用程序只能保证数据写入到os cache。最多再调用os提供的接口让os去刷盘。
-
refresh
以refresh_interval为间隔时间,将保存在ES 内存缓存区中的数据 刷新到 os的文件系统缓存中,定期清空es的buffer,生成segment。
将segment刷新到os cache中,并开放了查询权限,以提升搜索的实时性
-
flush
删除旧的translog文件、生成segment并写入磁盘、更新commit point并写入磁盘。 ES自动完成,可优化点不多
提升集群读取性能
数据建模
-
尽量将数据先行计算,然后保存到Elasticsearch 中。尽量避免查询时的 Script脚本计算
-
尽量使用Filter Context,利用缓存机制,减少不必要的算分
-
结合profile,explain API分析慢查询的问题,持续优化数据模型
-
避免使用*开头的通配符查询
# 使用constant_score + filter 避免相关性算分
GET /sys_user/_search
{
"query": {
"constant_score": {
"filter": {
"term": {
"address.keyword": "广州白云山公园"
}
}
}
}
}
# 使用wildcard通配符匹配
GET /sys_user/_search
{
"query": {
"wildcard": {
"address": {
"value": "*白*"
}
}
}
}
优化分片
-
避免Over Sharing
-
一个查询需要访问每一个分片,分片过多,会导致不必要的查询开销
-
结合应用场景,控制单个分片的大小
-
Search业务数据搜索场景:20GB
-
Logging日志场景:50GB
-
Force-merge Read-only索引
-
使用基于时间序列的索引,将只读的索引进行force merge,减少segment数量
-
#手动force merge POST /my_index/_forcemerge
提升写入性能的方法
-
写性能优化的目标: 增大写吞吐量,越高越好
-
客户端: 多线程,批量写
- 可以通过性能测试,确定最佳文档数量
- 多线程: 需要观察是否有HTTP 429(Too Many Requests)返回,实现 Retry以及线程数量的自动调节
-
服务器端: 单个性能问题,往往是多个因素造成的。需要先分解问题,在单个节点上进行调整并且结合测试,尽可能压榨硬件资源,以达到最高吞吐量
- 使用更好的硬件。观察CPU / IO Block
- 线程切换│堆栈状况
服务器端优化写入性能
-
降低IO操作
- 使用ES自动生成的文档ld
- 一些相关的ES 配置,如Refresh Interval
-
降低 CPU 和存储开销
- 减少不必要分词
- 避免不需要的doc_values
- 文档的字段尽量保证相同的顺序,可以提高文档的压缩率
-
尽可能做到写入和分片的均衡负载,实现水平扩展
- Shard Filtering / Write Load Balancer
-
调整Bulk 线程池和队列
注意:ES 的默认设置,已经综合考虑了数据可靠性,搜索的实时性,写入速度,一般不要盲目修改。一切优化,都要基于高质量的数据建模。
建模时的优化
- 只需要聚合不需要搜索,index设置成false
- 不要对字符串使用默认的dynamic mapping。字段数量过多,会对性能产生比较大的影响
- Index_options控制在创建倒排索引时,哪些内容会被添加到倒排索引中。
如果需要追求极致的写入速度,可以牺牲数据可靠性及搜索实时性以换取性能:
- 牺牲可靠性: 将副本分片设置为0,写入完毕再调整回去
- 牺牲搜索实时性︰增加Refresh Interval的时间
- 牺牲可靠性: 修改Translog的配置
降低 Refresh的频率
-
增加refresh_interval 的数值。默认为1s ,如果设置成-1,会禁止自动refresh
-
避免过于频繁的refresh,而生成过多的segment 文件
-
但是会降低搜索的实时性
PUT /my_index/_settings { "index" : { "refresh_interval" : "10s" } }
-
-
增大静态配置参数
indices.memory.index_buffer_size
- 默认是10%,会导致自动触发refresh
降低Translog写磁盘的频率,但是会降低容灾能力
- Index.translog.durability: 默认是request,每个请求都落盘。设置成async,异步写入
- lndex.translog.sync_interval:设置为60s,每分钟执行一次
- Index.translog.flush_threshod_size: 默认512 m,可以适当调大。当translog 超过该值,会触发flush
分片设定
- 副本在写入时设为0,完成后再增加
- 合理设置主分片数,确保均匀分配在所有数据节点上
- Index.routing.allocation.total_share_per_node:限定每个索引在每个节点上可分配的主分片数
调整Bulk 线程池和队列
-
客户端
- 单个bulk请求体的数据量不要太大,官方建议大约5-15mb
- 写入端的 bulk请求超时需要足够长,建议60s 以上
- 写入端尽量将数据轮询打到不同节点。
-
服务器端
- 索引创建属于计算密集型任务,应该使用固定大小的线程池来配置。来不及处理的放入队列,线程数应该配置成CPU核心数+1,避免过多的上下文切换
- 队列大小可以适当增加,不要过大,否则占用的内存会成为GC的负担
- ES线程池设置: https://blog.csdn.net/justlpf/article/details/103233215
DELETE myindex
PUT myindex
{
"settings": {
"index": {
"refresh_interval": "30s", #30s一次refresh
"number_of_shards": "2"
},
"routing": {
"allocation": {
"total_shards_per_node": "3" #控制分片,避免数据热点
}
},
"translog": {
"sync_interval": "30s",
"durability": "async" #降低translog落盘频率
},
"number_of_replicas": 0 # 副本分片数0
},
"mappings": {
"dynamic": false, #避免不必要的字段索引,必要时可以通过update by query索引必要的字段
"properties": {}
}
}
本站资源均来自互联网,仅供研究学习,禁止违法使用和商用,产生法律纠纷本站概不负责!如果侵犯了您的权益请与我们联系!
转载请注明出处: 免费源码网-免费的源码资源网站 » ElasticSearch读写性能调优
发表评论 取消回复